青藏高原东南木里地区二叠纪苦橄岩的Os-Sr-Nd同位素地球化学研究

本文报道了在青藏高原东南木里地区发现的二叠纪苦橄岩和与其共生玄武岩的主微量元素地球化学特征以及Os-Sr-Nd同位素组成。苦橄岩和与其共生玄武岩受地壳混染作用影响较小。根据苦橄岩的Ti/Y比值和初始的Os同位素组成,将木里苦橄岩分为两类:高Ti/Y型苦橄岩和低Ti/Y型苦橄岩,其中高Ti/Y型苦橄岩具有高的γ_(Os)= 5.3～ 10.7和ε_(Nd)= 5.9～ 6.4,与全球典型洋岛玄武岩的Os和Nd同位素组成接近,代表了地幔柱源区的同位素特征;而低Ti/Y型苦橄岩具有低的γ_(Os)=-4.1～ 1.2和ε_(Nd)= 3.2～ 5.0,可能表明受到了SCLM(大陆岩石圈地幔)源区物质的混染。与其共生的玄武岩具有低的γ_(Os)=-3.5～-1.6和ε_(Nd)=-0.6～ 0.7,表明其来自于不同于低Ti/Y型苦橄岩也有异于高Ti/Y型苦橄岩的地幔源区,但是也可能受到了SCLM物质的混染。基于Nd-Os同位素的地幔柱与SCLM的二端元混合模型显示:低Ti/Y型苦橄岩可能是SCLM物质组分与地幔柱起源的苦橄质原始岩浆混合形成的;与苦橄岩共生的玄武岩可能是由地幔柱来源的玄武质岩浆与SCLM小比例熔融的熔体混合形成的。     

牡丹江-密山第三纪火山岩的地球化学:地幔源区及其动力学意义

本文对分布广泛但研究相对薄弱的敦化-密山断裂带北段(牡丹江-密山地区)第三纪玄武岩进行了详细的Ar-Ar年代学、元素一同位素地球化学研究.结果表明,牡丹江-密山地区新生代最早的岩浆活动始于49 Ma,一直持续到36 Ma左右,集中出露于敦化-密山断裂西侧的海浪盆地内(本文称为海浪火山岩).     

从华北克拉通中生代原型盆地演化探讨深部岩石圈演化

近十年来,华北克拉通破坏或者岩石圈减薄一直受到国内外地学界的关注.目前,华北克拉通东部岩石圈晚中生代发生减薄已经得到多数学者的认同,但是岩石圈减薄的具体机制、时空范围、过程以及动力学背景仍然存在很大争议[1,2].争论的焦点是岩石圈减薄的机制问题,争论的原因之一是克拉通破坏过程的基础地质资料不够翔实,对浅表地质的研究比较薄弱,不能在整体上、宏观上对克拉通破坏过程进行控制[3].     

云南金平晚二叠纪玄武岩特征及其与峨眉地幔柱关系——地球化学证据

分布于哀牢山－红河断裂带西南侧的金坪上二叠统玄武岩属于低钛拉斑玄武岩（LT）（Ti/Y＜500）。其地球化学特征总体与洋岛玄武岩（OIB）相似，根据其岩相学、主量元素，微量元素特征，将其划分为LT1和LT2两个地球化学亚类型，它们的分布和主要地球化学标志为：LT1分布于下部，高Mg^#(48-63),SiO2(50%-56%)，高∑REE(118-145μg/g）、低Fe2O3（1．36％－1．63％），Na2O(1.88%-3.17%)，TiO2(1.37%-1.92%)，高Th、U，低Nb,Ta和Sr负异常；LT2分布于上部，低SiO2(47%-56%)，Sr强负异常，二者地球化学特征的差异是同一母岩浆经不同的分离结晶和同化混染作用的结果，金平与宾川峨眉山的化学地层学对比表明，金平LT1和LT2玄武岩与宾川峨眉山玄武岩下部的LT1、LT2十分相似，它们可能是同时，或在类似的环境下形成，金平玄武岩属于峨眉山大火山岩省的一部分，同为峨眉地幔柱早期活动的产物。新生代哀牢山－红河断裂的左滑剪运动导致了宾川与金平玄武岩的错位。     

含柯石英超高压榴辉岩的早期变形--以苏北东海碱场榴辉岩体为例

以超高压矿物组合的各种后成合晶及冠状体等卸载不平衡结构为参考标志，将含柯石英的超高压榴辉岩的交形序列分成两个部分。后成合晶及冠状体发育之前的变形为早期变形，是在大陆深俯冲和碰撞条件下发育的超高压变质变形组构。后成合晶及冠状体发育之后的变形为晚期变形，是在超高压岩石折返剥露过程中，主要是在角闪岩相甚至绿片岩相条件下发育的。构造上江苏省北部东海县碱场合柯石英榴辉岩体，分为块状榴辉岩和面理化榴辉岩两种类型，分别代表超高压变质岩早期变形的两个构造阶段或世代(D1、D2)。详细描述了它们的矿物组合、中小尺度及显微尺度下的组构特征，讨论了两者的几何关系和区域构造意义，强调指出，只有含柯石英榴辉岩的早期变形组构，才能记录和反映斜向大陆深俯冲及碰撞的动力学过程。     

攀西裂谷存在吗？

大陆裂谷以地幔上隆、岩石圈伸展、减薄、断陷和沉降为特征，伸展构造环境是大陆裂谷形成的必要条件和本质特征。中国学者以前所认为攀枝花-西昌裂谷的主要标志是海西期层状堆晶杂岩、晚二叠世峨眉山玄武岩、印支期环状碱性杂岩和晚三叠世裂谷盆地沉积。最近一系列研究成果表明攀西地区海西期-印支期构造岩浆热事件是地幔柱和岩石圈相互作用的结果，不是裂谷作用的产物。进一步对上扬子西缘二叠纪-三叠纪的沉积作用和构造特征综合分析表明攀西地区不存在裂谷盆地沉积。该区晚二叠世-中三叠世为古陆隆起遭受剥蚀，晚三叠世断陷型类磨拉石建造是前陆走滑复合盆地的产物。本文根据对攀西地区二叠纪-三叠纪的岩浆活动、沉积作用、构造特征和地球物理资料等方面综合研究对攀西裂谷的存在提出质疑，并以峨眉山地幔柱活动为主线探讨了攀西地区古生代和中生代的地质构造演化历史。     

长白山火山下方地幔转换带中滞留的俯冲太平洋板块存在空缺吗?

针对近年来长白山火山下方地幔转换带中是否存在低波速异常指示的太平洋板块"空缺"而引起的不同科学认识的热烈辩论,本文主要回顾了我国东北地区地幔转换带的体波成像结果。使用相对走时残差的远震体波成像结果显示,长白山火山以西地幔转换带中存在低波速异常指示的太平洋板块"空缺";而使用绝对走时残差的区域成像和全球成像结果,尽管展示出长白山火山以西比以东略低的波速异常,但长白山火山以东至我国东北重力梯度带区域下方的地幔转换带均展示出明显的连续的高波速异常。在接收函数分析时,如果以全球平均值660km而非我国东北地区平均值670km作为基准,来分析660km间断面是抬升还是下沉;以全球平均值250km而非我国东北地区平均值260km作为基准,来分析地幔转换带是增厚还是减薄的话,则可以得到长白山火山以东至我国东北重力梯度带区域660km间断面下沉与地幔转换带增厚的认识。这种与绝对走时残差成像结果展示的地幔转换带为连续的高波速异常结果相一致的结果,说明太平洋板块俯冲前缘已由日本海沟抵达我国东北松辽盆地与大兴安岭交界处。结合高温高压实验、数值模拟与岩石地球化学研究结果,本文并不支持长白山火山以西的地幔转换带存在低波速异常指示的板块"空缺"和地幔转换带"减薄"的认识。长白山火山的深部起源与太平洋板块深俯冲至我国东北松辽盆地与大兴安岭交界处形成的"大地幔楔"结构动力学相关。     

桂东南水汶盆地白垩系大坡组碎屑锆石U-Pb年龄及其地质意义

为讨论桂东南地区水汶盆地大坡组的物质来源和盆地属性,对大坡组红色砂岩开展LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学研究。大坡组红色砂岩(样品NPM30)的碎屑颗粒呈棱角状、次棱角状,磨圆度较差,分选性中等,显示近源沉积的特征。碎屑锆石亦呈现自形程度较好的CL图像,其U-Pb年龄介于2781～105 Ma之间。碎屑锆石U-Pb年龄集中分布于180～145 Ma、270～200 Ma、480～390 Ma,少数介于570～540 Ma、780～720 Ma、1000～820 Ma、1300～1000 Ma、2000～1400 Ma和2800～2300 Ma。物源分析表明大坡组碎屑物质主体来自于云开地区燕山早期、华力西—印支期和加里东期岩浆岩,少量来自于扬子东南缘新元古代岩浆事件和华夏陆块格林威尔期和新太古代物质。大坡组碎屑锆石主体来自于沉积成岩之前的岩浆活动,与地层沉积时代一致的碎屑锆石含量极少;结合区域构造演化历史,判定水汶盆地为白垩纪伸展构造背景下的断陷拉分盆地。     

南海大洋钻探及海洋地质与地球物理前沿研究新突破

南海是西太平洋地区规模最大且具有代表性的边缘海盆地之一。经过近几十年的研究积累,尤其是通过实施5个国际大洋钻探航次(1999–2018年)与国家自然科学基金委“南海深海过程演变”重大研究计划(2011–2019年),我国科学家获得了大量宝贵的第一手资料,取得了一系列创新进展与重大突破,标志着南海海洋地质与地球物理研究正走向国际前沿。重要研究成果包括:(1)新提出南海是“板缘张裂”盆地,与经典的大西洋型陆缘模式不同;(2)大洋钻探首次获取了基底玄武岩样品,结合中国在南海首次深拖地磁测量实验,精确测定了南海海盆玄武岩年龄,揭示南海海盆从东向西分段扩张;(3)大洋钻探结果发现南海陆缘岩石圈减薄之初岩浆迅速出现,未发现缓慢破裂造成的蛇纹岩出露;(4)发现南海扩张结束后仍存在大量岩浆活动,可能受控于多种构造与地幔因素;(5)地球化学证据与地球动力学模拟都显示南海岩浆的形成受到周边俯冲带的影响。目前我国的海洋地球科学正在进入崭新的发展阶段,有望以南海为基点,开始拓展到周边大洋,通过主导大型研究计划以及建设我国大洋钻探平台,以提升我国在南海、西太平洋与印度洋海洋地质科学研究的实质性影响力与引领地位。     

地幔柱大辩论及如何验证地幔柱假说

目前关于地幔柱存在与否的争论主要集中在地幔柱学说的三个假设上:(1)起源于地球核幔边界缓慢上升的细长柱状热物质流;(2)热点下具有异常高温地幔;(3)地幔柱是相对静止的。这三个方面的验证需要今后深部地球物理探测、岩石学和古地磁等学科的综合运用和进一步的工作。文中认为,地幔柱学说依然能合理地解释地球上一级地质现象,反对地幔柱的学者过分强调了一些小尺度的与地幔柱理论不符的细节,而小尺度地壳特征显然还受到其他许多因素的影响。可以从以下5个方面来鉴别老地幔柱:(1)大规模火山作用前的地壳抬升;(2)放射状岩墙群;(3)火山作用的物理特征;(4)火山链的年代学变化;(5)地幔柱产出岩浆的化学组成。研究表明,峨眉山大火成岩省满足其中的3到4个指标,因此地幔柱是形成峨眉山玄武岩的主要动力学机制。